JP7279703B2 - 培養容器 - Google Patents

Description

本発明は、収容空間内で細胞を培養するための培養容器に関する。

細胞の培養を行うには、その生育環境を所定条件下に維持する必要がある。そのため、細胞を培養するための培養容器には、細胞が収容される収容空間の密閉性が求められ、また、収容空間に対しては培地の供給や排出が適切に行われる必要がある。例えば、下記の特許文献１（特開２００６－２０４２６３号公報）には、収容空間の密閉性の確保と、培地の適切な供給排出と、が図られた培養容器が開示されている。

特許文献１の技術では、雌ネジを有するキャップを容器本体に形成されたネック部に螺合することによって、ネック部の先端に開口された開口部を塞ぎ、収容空間の密閉を図っている。

また、特許文献１の図７には、開口部から下方に延びることで収容空間に達するように形成されたノズルが示されている。これにより、特許文献１の技術では、収容空間内の培地を適切に排出可能となっている。例えば、このようなノズルを培地の供給用として用いることで、収容空間内に培地を適切に供給することも可能となる。

ここで、特許文献１の技術では、収容空間を密閉するためのキャップと、培地の適切な排出（供給）を行うためのノズルと、が一体成形されている。しかしながら、キャップにおける雌ネジ等の細かな部分と、収容空間に達するためにある程度の長さが必要とされるノズル部分と、を一体成形することは、製造上困難である。

特開２００６－２０４２６３号公報

培地の供給又は排出を適切に行うことができると共に密閉性に優れ、且つ、容易に製造可能な培養容器が求められている。

本発明に係る培養容器は、
内部に収容空間を有し、前記収容空間内で細胞を培養するための培養容器であって、
前記収容空間に連通する開口部を有する容器本体と、
前記開口部を塞ぐ内蓋と、
前記内蓋を貫通して前記収容空間まで延びる状態で前記内蓋と一体的に形成された、培地の供給又は排出用のノズルと、
前記内蓋とは別体で設けられて前記容器本体に対して前記内蓋を押圧固定する外蓋と、を備える。

この構成によれば、培地の供給又は排出用のノズルが収容空間まで延びる状態で形成されているため、収容空間に対する培地の供給又は排出を適切に行うことができる。また、ノズルと一体形成された内蓋によって開口部を塞ぐと共に、この内蓋を外蓋によって押圧固定するため、収容空間の密閉性を適切に確保することが可能となる。そして、培地の供給又は排出用のノズルが形成された内蓋と、収容空間を適切に密閉可能とする外蓋と、が別体である。そのため、内蓋と外蓋とを別々に成形することが可能であり、全体として製造の容易な培養容器を実現可能となる。

以下、本発明の好適な態様について説明する。但し、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定される訳ではない。

一態様として、
前記内蓋に、気体の供給又は排出用の通気孔が前記内蓋を貫通する状態で設けられていることが挙げられる。

一態様として、
前記容器本体は、前記収容空間の上方を覆う天井部を有することが挙げられる。

一態様として、
前記容器本体は、前記収容空間の周囲を覆う周壁部を有することが挙げられる。

一態様として、
前記容器本体は、前記収容空間の上方を覆う天井部と前記収容空間の周囲を覆う周壁部とを有すると共に、前記天井部又は前記周壁部から突出してその突出端が前記開口部をなす筒状部を有することが挙げられる。

一態様として、
前記外蓋は、前記筒状部に外装した状態で回転操作することによって前記内蓋を押圧固定するように構成されていることが挙げられる。

一態様として、
前記ノズルが、前記内蓋の中心に対して偏心した位置に設けられていることが挙げられる。

一態様として、
前記容器本体は、前記収容空間の下方を覆う底部を有し、
前記底部の中央側に細胞培養領域が設けられていると共に、前記細胞培養領域の周縁に、前記細胞培養領域に向かって下方に傾斜する培地案内部が形成されていることが挙げられる。

一態様として、
前記容器本体は、前記収容空間の上方を覆う天井部と、前記天井部から突出してその突出端が前記開口部をなす筒状部と、を有し、
前記筒状部が前記天井部から上方に突出するように形成され、
上下方向に見て、前記筒状部及び前記ノズルが前記培地案内部と重なる位置に配置されていることが挙げられる。

本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。

培養容器の断面図 培養容器の上下方向視図（平面視図） 培養容器の要部拡大断面図 その他の実施形態に係る培養容器の要部拡大断面図

培養容器の実施形態について、図面を参照して説明する。図１に示すように、培養容器１００は、内部に収容空間１を有し、収容空間１内で細胞９９を培養するために用いられる。収容空間１には、細胞９９と、細胞９９に栄養分を与えるための培地９８と、が収容される。培地９８の成分は、培養の目的に応じて適宜変更することができる。また、培地９８としては、液体培地や半流動培地等を用いることができる。本実施形態では、培地９８として、流動性の高い液体培地が用いられる。

培養容器１００は、収容空間１に連通する開口部２４Ａを有する容器本体２と、開口部２４Ａを塞ぐ内蓋３と、を備えている。内蓋３により開口部２４Ａを塞ぐことで、収容空間１の密閉性を確保可能となっている。

図１及び図２に示すように、容器本体２は、収容空間１の上方を覆う天井部２１と、収容空間１の周囲を覆う複数の周壁部２３と、収容空間１の下方を覆う底部２５と、を有している。本実施形態では、容器本体２は、上下方向視で矩形状に形成されており、４つの周壁部２３を有している。そして、収容空間１は、天井部２１、底部２５、及び４つの周壁部２３によって囲まれて形成されている。なお、容器本体２の材質には、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等を適用することができる。

周壁部２３は、下方に向かうに従って内側に傾斜するように構成されている。そのため、４つの周壁部２３は、全体的に、下方に向かうに従って内側に窄まるように構成されている。これにより、収容空間１における下方の領域ほど狭くすることができ、少量の培地９８によっても、収容空間１における下方の領域を培地９８で満たし易くできる。従って、収容空間１における下方の領域に配置された細胞９９に対して、培地９８を行き渡らせ易くできる。

底部２５には、細胞９９が配置される細胞培養領域２５Ａと、細胞培養領域２５Ａに培地９８を案内する培地案内部２５Ｂと、が設けられている。図示の例では、細胞培養領域２５Ａは、底部２５の中央側に設けられている。そして、培地案内部２５Ｂは、細胞培養領域２５Ａの周縁において、細胞培養領域２５Ａに向かって下方に傾斜するように形成されている。これにより、底部２５の中央側に配置された細胞培養領域２５Ａに対して、適切に培地９８を案内することができる。図２に示す例では、培地案内部２５Ｂは、上下方向視において、細胞培養領域２５Ａに向かって次第に広がるように形成されている。具体的には、培地案内部２５Ｂは、上下方向視において、後述する供給用のノズル４の位置の近傍を頂点とする三角形状（または円弧状）に形成されている。これにより、培地９８を、細胞培養領域２５Ａの全体に行き渡らせ易くすることができる。

本実施形態では、底部２５における細胞培養領域２５Ａに相当する部分に、表面処理（例えば親水化処理）が施されている。これにより、細胞培養領域２５Ａに対して細胞９９を接着させ易くすることができる。このような構成であると、いわゆる接着培養を行う際に好適である。図示の例では、細胞９９は、細胞培養領域２５Ａに接着することで当該細胞培養領域２５Ａに配置される。但し、培養容器１００は、いわゆる浮遊培養を行う際にも用いることができる。この場合には、細胞培養領域２５Ａは所定の高さを有する領域であり、細胞９９は、細胞培養領域２５Ａ内を浮遊した状態で当該細胞培養領域２５Ａに配置される。

容器本体２は、天井部２１又は周壁部２３から突出してその突出端が開口部２４Ａをなす筒状部２４を有している。本実施形態では、筒状部２４は、天井部２１から上方に突出するように形成されている。図示の例では、筒状部２４の上端部が開口部２４Ａをなしており、筒状部２４の下端部が天井部２１に接続されている。また、本例では、筒状部２４は、円筒状に形成されており、その外周面に雄ねじ部２４Ｓを有している。開口部２４Ａが、筒状部２４の突出端に形成されていることで、当該開口部２４Ａを塞ぐ内蓋３の取り付けが容易となっている。

内蓋３は、容器本体２に形成された開口部２４Ａを塞ぐ。図３に示すように、本実施形態では、内蓋３は、開口部２４Ａを塞いだ状態で容器本体２の内部に向かって突出する嵌合部３１を有している。嵌合部３１は、内蓋３が開口部２４Ａを塞いだ状態で、筒状部２４の内面に形成された筒状内周面２４Ｂの周方向における全体に亘って当接するように構成されている。嵌合部３１の先端部には、先端側に向かうに従って内蓋中心３Ｃ側に狭まるテーパ部３１Ａが形成されている。テーパ部３１Ａは、内蓋３によって開口部２４Ａを塞ぐ際に、嵌合部３１を開口部２４Ａに案内する機能を有している。なお、本実施形態において、内蓋中心３Ｃは、上下方向視における内蓋３の中心を指す（図２参照）。

内蓋３は、筒状部２４（容器本体２）に対して上方から当接する容器側当接部３２を有している。容器側当接部３２は、内蓋３の底面部分において、嵌合部３１の外周を囲むように形成されている。また、内蓋３は、後述する外蓋６に対して下方から当接する外蓋側当接部３３を有している。外蓋側当接部３３は、内蓋３の上面部分における周縁に形成されている。

ところで、図１に示すように、本実施形態では、容器本体２は、一対の開口部２４Ａを有している。そして、一対の開口部２４Ａのうち一方は、培地９８及び気体を収容空間１内に供給するためのものであり、他方は、収容空間１内の培地９８及び気体を収容空間１から排出するためのものである。培養容器１００は、一対の開口部２４Ａを介して培地９８及び気体の供給と排出とを行うことで、収容空間１内における細胞９９の生育環境を所定条件下に維持することが可能となっている。従って、本実施形態に係る培養容器１００は、培地９８の供給及び排出を各種部品を固定化したままで、取り外しをすることなく行う場合等に好適である。

培養容器１００は、内蓋３を貫通して収容空間１まで延びる状態で内蓋３と一体的に形成された、培地９８の供給又は排出用のノズル４を備えている。これにより、収容空間１に対する培地９８の供給又は排出が可能となっている。図１に示すように、本実施形態では、ノズル４は、一対の開口部２４Ａのそれぞれを塞ぐ内蓋３に対応して設けられている。一対のノズル４のうちの一方（図示の例では左側のノズル４）は、培地９８の供給用であり、他方（図示の例では右側のノズル４）は、培地９８の排出用である。

ノズル４は、内蓋３が開口部２４Ａを塞いだ状態で、容器本体２の内方及び外方に向けて突出している。ノズル４における容器本体２の内方に突出する部分（以下、ノズル先端部４１という）は、収容空間１内に配置されている。ノズル４における容器本体２の外方に突出する部分（以下、ノズル基端部４２という）には、送液管９７が接続されている。
送液管９７は、培地９８が通流する管である。本実施形態では、培地９８の供給用のノズル４に接続された送液管９７（図中左側の送液管９７）には、不図示の培地供給部から収容空間１に供給される培地９８が通流する。また、培地９８の排出用のノズル４に接続された送液管９７（図中右側の送液管９７）には、収容空間１から排出される培地９８が通流する。

本実施形態では、内蓋３に、気体の供給又は排出用の通気孔５が内蓋３を貫通する状態で設けられている。これにより、収容空間１に対する気体の供給又は収容空間１からの気体の排出が可能となっている。図１に示すように、本実施形態では、通気孔５は、一対の開口部２４Ａのそれぞれを塞ぐ内蓋３に対応して設けられている。一対の通気孔５のうちの一方（図示の例では左側の通気孔５）は、気体の供給用であり、他方（図示の例では右側の通気孔５）は、気体の排出用である。

本実施形態では、通気孔５は、送気管９６が接続されるための管接続部５１を有している。管接続部５１は、内蓋３が開口部２４Ａを塞いだ状態で、容器本体２の外方に向けて突出している。これにより、管接続部５１に対する送気管９６の接続が容易となっている。本実施形態では、気体の供給用の通気孔５における管接続部５１に接続された送気管９６（図中左側の送気管９６）には、不図示の気体供給部から収容空間１に供給される気体が通流する。また、気体の排出用の通気孔５における管接続部５１に接続された送気管９６（図中右側の送気管９６）には、収容空間１から排出される気体が通流する。但し、このような構成に限られず、通気孔５は管接続部５１を有していなくても良い。この場合には、通気孔５と送気管９６とが直接接続される。

図２に示すように、本実施形態では、上下方向に見て、筒状部２４及びノズル４が培地案内部２５Ｂと重なる位置に配置されている。これにより、培地案内部２５Ｂに対して適切に培地９８を供給でき、培地案内部２５Ｂの傾斜面を利用して、細胞培養領域２５Ａに対して適切に培地９８を案内することができる。また、ノズル４から供給される培地９８が細胞培養領域２５Ａに配置されている細胞９９に対して直接かからないようにでき、細胞９９が損傷すること等を抑制できる。

本実施形態では、ノズル４は、内蓋３における内蓋中心３Ｃに対して偏心した位置に設けられている。同様に、通気孔５も、内蓋３における内蓋中心３Ｃに対して偏心した位置に設けられている。これにより、培地９８と気体の通流経路を、内蓋３に分けて配置することが容易となる。また、例えば、１つの内蓋３に対してノズル４や通気孔５を複数設けることも容易となる。

本実施形態では、培地９８の排出用のノズル４は、内蓋中心３Ｃに対して、容器本体２の中央側に偏心している。ここで、図１には、供給用ノズル４及び排出用ノズル４が同じ長さに構成されている例が示されている。しかし、上記のように、排出用のノズル４が内蓋中心３Ｃに対して容器本体２の中央側に偏心していることで、例えば、排出用のノズル４を、培地案内部２５Ｂの傾斜面に接触することを避けつつ、より下方まで延ばして配置することが可能となる。換言すれば、排出用のノズル４は、供給用のノズル４に比べてより下方に延ばして配置されていても良い。これにより、収容空間１の下方に貯留された培地９８を適切に排出することが可能となる。

培養容器１００は、内蓋３とは別体で設けられて容器本体２に対して内蓋３を押圧固定する外蓋６を備えている。これにより、収容空間１の密閉性を向上させることができる。

本実施形態では、外蓋６は、その中央側において上下方向に貫通する中央開口部６１を有している。内蓋３のノズル４（詳細にはノズル基端部４２）と通気孔５の管接続部５１とは、中央開口部６１を通って容器本体２の外方に突出している。上下方向視において、中央開口部６１は、内蓋３よりも小さく形成されている。これにより、外蓋６は、中央開口部６１によってノズル４及び管接続部５１を容器本体２の外方に突出させつつ、他の部分によって内蓋３を上方から押圧固定することが可能となっている。

図３に示すように、本実施形態では、外蓋６は、内蓋３を押圧固定する押圧部６２を有している。押圧部６２は、外蓋６が筒状部２４に外装された状態で下方を向くように構成されており、内蓋３に対して上方から当接する。図３に示す例では、押圧部６２は、内蓋３の外蓋側当接部３３と当接するように構成されている。

本実施形態では、外蓋６は、筒状部２４に外装した状態で回転操作されることによって内蓋３を押圧固定するように構成されている。図３に示すように、外蓋６は、筒状部２４の雄ねじ部２４Ｓと噛み合う雌ねじ部６Ｓを有しており、これにより、筒状部２４に対して螺合可能となっている。外蓋６の押圧部６２と内蓋３の外蓋側当接部３３とが当接した状態で、外蓋６を螺合方向に回転操作することで、外蓋側当接部３３に対して押圧部６２をより強く当接させることができ、内蓋３を開口部２４Ａ（筒状部２４）に対してより強固に固定することが可能となる。これにより、収容空間１の密閉性を更に向上させることが可能となっている。

以上のように、培養容器１００は、培地９８の供給又は排出用のノズル４が形成された内蓋３と、収容空間１を適切に密閉可能とする外蓋６と、が別体である。そのため、内蓋３と外蓋６とを別々に成形することが可能であり、全体として製造の容易な培養容器１００を実現可能となる。

更に、ノズル４が、内蓋３における内蓋中心３Ｃに対して偏心した位置に設けられているため、培地９８と気体の通流経路を、内蓋３に分けて配置することが容易となる。例えば、ノズル４が内蓋中心３Ｃに対して偏心して配置されつつ、内蓋３と外蓋６とが一体物である場合には、螺合時の回転操作により内蓋中心３Ｃまわりにノズル４も回転する。この場合には、回転するノズル４が、培地案内部２５Ｂの傾斜面に接触する可能性が高くなり、接触した場合には、ノズル４が破損したり容器本体２の底部２５（培地案内部２５Ｂ）が削れたりする。しかし、本実施形態では、上述のように、ノズル４が形成された内蓋３と外蓋６とが別体であるため、外蓋６の回転操作によっても内蓋３が回転することはなく、当該内蓋３を開口部２４Ａ（筒状部２４）に対して強固に固定することができる。これにより、培地９８の適切な供給と収容空間１の確実な密閉とを可能としつつ、外蓋６の螺合時にノズル４と容器本体２の底部２５（培地案内部２５Ｂ）とが接触することを抑制できる。

〔その他の実施形態〕
（１）上記の実施形態では、開口部２４Ａが、容器本体２の天井部２１から突出する筒状部２４の突出端に形成されている例について説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、図４に示すように、開口部２４Ａが容器本体２の天井部２１に直接形成され、容器本体２が筒状部を有しない構成であっても良い。この場合には、開口部２４Ａの周囲に外蓋６を係止する係止爪２６が形成され、外蓋６には、この係止爪２６に係止されるための係止部６３が設けられていると良い。係止爪２６に係止された外蓋６は、内蓋３に対して上方から当接して当該内蓋３を押圧固定する。

（２）上記の実施形態では、ノズル４及び通気孔５のいずれもが、内蓋中心３Ｃに対して偏心して配置されている例について説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、ノズル４又は通気孔５のいずれかが、内蓋中心３Ｃの位置となるように配置されていても良い。

（３）上記の実施形態では、培地９８の供給用のノズル４と気体の供給用の通気孔５とが、内蓋３において別々に配置されている例について説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、ノズル４は、培地９８の供給と気体の供給とを兼ねていても良い。

（４）上記の実施形態では、上下方向視において容器本体２が矩形状である例について説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、容器本体２の上下方向視での形状は、多角形状や円形状であっても良い。

（５）上述した各実施形態（上記の実施形態及びその他の実施形態を含む；以下同様）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

１００ ：培養容器
１ ：収容空間
２ ：容器本体
３ ：内蓋
３Ｃ ：内蓋中心
４ ：ノズル
５ ：通気孔
６ ：外蓋
２１ ：天井部
２３ ：周壁部
２４ ：筒状部
２４Ａ ：開口部
２５ ：底部
２５Ａ ：細胞培養領域
２５Ｂ ：培地案内部
９８ ：培地
９９ ：細胞

Claims (8)

1. 内部に収容空間を有し、前記収容空間内で細胞を培養するための培養容器であって、
   前記収容空間に連通する開口部を有する容器本体と、
   前記開口部を塞ぐ内蓋と、
   前記内蓋を貫通して前記収容空間まで延びる状態で前記内蓋と一体的に形成された、培地の供給又は排出用のノズルと、
   前記内蓋とは別体で設けられて前記容器本体に対して前記内蓋を押圧固定する外蓋と、を備え、
   前記容器本体は、前記収容空間の上方を覆う天井部を有する培養容器。
2. 前記内蓋に、気体の供給又は排出用の通気孔が前記内蓋を貫通する状態で設けられている請求項１に記載の培養容器。
3. 前記容器本体は、前記収容空間の周囲を覆う周壁部を有する請求項１又は２に記載の培養容器。
4. 前記容器本体は、前記収容空間の周囲を覆う周壁部をさらに有すると共に、前記天井部又は前記周壁部から突出してその突出端が前記開口部をなす筒状部を有する請求項１から３のいずれか一項に記載の培養容器。
5. 前記外蓋は、前記筒状部に外装した状態で回転操作することによって前記内蓋を押圧固定するように構成されている請求項４に記載の培養容器。
6. 前記ノズルが、前記内蓋の中心に対して偏心した位置に設けられている請求項１から５のいずれか一項に記載の培養容器。
7. 前記容器本体は、前記収容空間の下方を覆う底部を有し、
   前記底部の中央側に細胞培養領域が設けられていると共に、前記細胞培養領域の周縁に、前記細胞培養領域に向かって下方に傾斜する培地案内部が形成されている請求項１から６のいずれか一項に記載の培養容器。
8. 前記容器本体は、前記天井部から突出してその突出端が前記開口部をなす筒状部をさらに有し、
   前記筒状部が前記天井部から上方に突出するように形成され、
   上下方向に見て、前記筒状部及び前記ノズルが前記培地案内部と重なる位置に配置されている請求項７に記載の培養容器。

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